第08章液晶显示器的阵列工艺技术
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lcd工艺流程
液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)是一种广泛应用于电子产品中的平面显示技术。LCD工艺流程是指从原材料到最终成品的制造过程。LCD工艺流程一般包括玻璃基板制备、涂布、曝光刻蚀、封装等多个环节。下面将详细介绍一下LCD的工艺流程。
首先是玻璃基板制备。玻璃基板是LCD显示器的主要组成部分,是承载液晶材料和电路的支撑物。玻璃基板制备一般分为成型、清洗和平整化三个步骤。成型即将玻璃熔化成具有所需厚度、尺寸和平整度的平板。清洗是为了去除玻璃表面的杂质和污染物。平整化则是通过对玻璃基板进行机械加工,使其表面平整度达到要求。
接下来是涂布。涂布是将液晶材料均匀涂布在玻璃基板上的过程。液晶材料是LCD显示器的关键部件,决定了液晶显示效果。涂布工艺包括上料、铺液、匀液、烘干等步骤。上料是将液晶材料倒入涂布机中。铺液是将液晶材料均匀铺展在玻璃基板上。匀液是利用刮刀将液晶材料进行均匀分布。烘干是利用热风将液晶材料表面的溶剂快速挥发,使其固化成薄膜。
然后是曝光刻蚀。曝光刻蚀是利用光刻和刻蚀技术将所需图案形成在液晶材料上的过程。光刻是先将玻璃基板涂覆一层光刻胶,然后投影光源照射光刻胶,形成光刻胶图案。刻蚀是将暴露出来的部分胶层和液晶材料进行化学加工,形成所需图案。曝光刻蚀工艺需要高精度的光刻机和刻蚀设备,可以实现微米级的图案制造。
最后是封装。封装是将液晶模组组装成完整的LCD显示器的过程。包括液晶模组的加热、固定和密封等步骤。加热是为了改善液晶材料的性能,提高显示效果。固定是将液晶模组的各个部件进行组装和固定。密封是将液晶模组放入密封膜中,进行真空封装,确保显示效果与使用寿命。
总结来说,LCD工艺流程包括玻璃基板制备、涂布、曝光刻蚀和封装等多个环节。这些环节都需要高精度的设备和技术来保证LCD显示器的制造质量。随着科技的发展,LCD工艺流程也在不断创新和改进,以满足人们对更高品质和更大尺寸的显示需求。
【名词解释】TFT阵列工序(TFT array process)
2010/12/08 00:00
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从制造的角度来看液晶面板的话,可分为TFT阵列工序、液晶单元工序、液晶模块工序三类。各工序使用专用制造装置及部件和材料。在这些液晶面板制造工序中,尤其是TFT阵列工序和液晶单元工序决定液晶面板显示性能的重要工序。其中,TFT阵列工序对面板制造成本的影响尤为突出。
TFT阵列是对液晶进行驱动的电路基板。TFT和显示像素电极被排列在玻璃基板上,用于驱动TFT的栅极布线、输送加载在像素上的电压信号的信号布线纵横交错。
TFT阵列工序与半导体的制造工序相似。与在硅晶圆上制造半导体电路一样,通过反复实施成膜、光刻及蚀刻工序,在玻璃基板上制造出TFT阵列。制造TFT阵列的各工序所使用的制造装置在原理上也与半导体制造装置相同。制造装置的性能会影响液晶面板的性能。同时,制造装置的生产效率(玻璃基板的处理能力以及工艺材料的使用量),以及制造装置的集合体即制造生产线的整体效率也会大大影响液晶面板的成本。
比如,业界为提高制造生产线的生产效率,多年来一直在努力削减掩模数。掩模数是指成膜工序、光刻工序及蚀刻工序的反复次数。掩模数的削减在液晶面板制造的技术革新中起到了突出的作用。19世纪80年代中期,松下电器产业首次投放市场的3英寸彩色液晶电视所使用的面板就是通过8张掩模的工序制造的。之后,各液晶面板厂商为了减少TFT阵列的工序数量,压缩投资金额,积极展开了减少掩模数的开发。目前已减少到了4张掩模,工序数量大为减少。
另外,一直在支撑着PC用及电视用液晶面板走向大屏幕化、值得一提的技术是玻璃基板的大尺寸化。19世纪90年代初TFT液晶面板开始量产时最初使用的是300mm×400mm左右的第一代基板,而目前已发展到了了2880mm×3130mm的第十代基板。液晶面板尺寸一直加大的话,一块玻璃基板能够获得的面板数量就会减少,使生产效率下降。为了对此进行弥补,就必须使玻璃基板实现大尺寸化。液晶用玻璃基板具有数倍于硅晶圆的面积。另外,玻璃基板面积的扩大速度要比硅晶圆面积的扩大速度快。玻璃基板尺寸的扩大不仅受到了产品发展趋势的影响,还受到了时代不断变化的影响。
液晶显示器制造工艺流程基础技术
一.工艺流程简述:
前段工位:
ITO玻璃的投入(grading) 玻璃清洗与干燥(CLEANING)
涂光刻胶(PR COAT) 前烘烤(PREBREAK)
曝光(DEVELOP) 显影(MAIN CURE)
蚀刻(ETCHING) 去膜(STRIP CLEAN) 图检(INSP)
清洗干燥(CLEAN) TOP涂布(TOP COAT)
UV烘烤(UV CURE) 固化(MAIN CURE)
清洗(CLEAN) 涂取向剂(PI PRINT)
固化(MAIN CURE) 清洗(CLEAN)
丝网印刷(SEAL/SHORT PRINTING) 烘烤(CUPING
FURNACE) 喷衬垫料(SPACER SPRAY) 对位压合
(ASSEMBLY) 固化(SEAL MAIN CURING)
1. ITO图形的蚀刻:(ITO玻璃的投入到图检完成)
A. ITO玻璃的投入:根据产品的要求,选择合适的ITO玻璃装
入传递篮具中,要求ITO玻璃的规格型号符合产品要求,
切记ITO层面一定要向上插入篮具中。
B. 玻璃的清洗与干燥: 将用清洗剂以及去离子水(DI水)等
洗净ITO玻璃,并用物理或者化学的方法将ITO表面的杂
质和油污洗净,然后把水除去并干燥,保证下道工艺的加工
质量。
C. 涂光刻胶: 在ITO玻璃的导电层面上均匀涂上一层光刻胶,
涂过光刻胶的玻璃要在一定的温度下作预处理:(如下图) 光刻胶
ITO膜
玻璃基板
D. 前烘:在一定的温度下将涂有光刻胶的玻璃烘烤一段时间,
以使光刻胶中的溶剂挥发,增加与玻璃表面的粘附性。 E. 曝光:用紫外光(UV)通过预先制作好的电极图形掩模版
照射光刻胶表面,使被照光刻胶层发生反应,在涂有光刻胶
的玻璃上覆盖光刻掩模版在紫外灯下对光刻胶进行选择性
曝光:(如图所示)
UV
光
掩模版
光刻胶
ITO膜
玻璃基板
F. 显影:用显影液处理玻璃表面,将经过光照分解的光刻胶层
液晶显示器 生产工艺 1.液晶显示器的结构 一般地TFT-LCD由上基板组件、下基板
组件、液晶、驱动电路单元、背光灯模组和其他附件组成其中下基板组件主要包括
下玻璃基板和TFT阵列而上基板组件由上玻璃基板、偏振板及覆于上玻璃基板的膜结构液晶填充于上、下基板形成的空隙内。图1.1显示了彩色TFT-LCD的典型结构 图1.2图进一步显示了背光灯模组与驱动电路单元的结构。 在下玻璃基板的内侧面上
布满了一系列与显示器像素点对应的导电玻璃微板、TFT半导体开关器件以及连接
半导体开关器件的纵横线它们均由光刻、刻蚀等微电子制造工艺形成其中每一像素
的TFT半导体器件的剖面结构如图1.3所示。 在上玻璃基板的内侧面上敷有一层透明的导电玻璃板一般为氧化铟锡Indium Tin Oxide 简称ITO材料制成它作为公共电
极与下基板上的众多导电微板形成一系列电场。如图1.4所示。若LCD为彩色则在公
共导电板与玻璃基板之间布满了三基色红、绿、蓝滤光单元和黑点其中黑点的作用
是阻止光线从像素点之间的缝隙泄露它由不透光材料制成由于呈矩阵状分布故称黑
点矩阵Black matrix。 2 液晶显示器的制造工艺流程 彩色TFT-LCD制造工艺流程主要包含4个子流程TFT加工工艺TFT process、彩色滤光器加工工艺Color filter process、单元装配工艺Cell process和模块装配工艺Module process12。各工艺子流程
之间的关系如图2.1所示。 图2.1 彩色TFT-LCD加工工艺流程 2.1TFT加工工艺TFT process TFT加工工艺的作用是在下玻璃基板上形成TFT和电极阵列。针对图1.3所示
TFT和电极层状结构通常采用五掩膜工艺即利用5块掩膜通过5道相同的图形转移工艺完成如图1.3TFT层状结构的加工2各道图形转移工艺的加工结果如图2.2所示。 a
第1道图形转移工艺 b 第2道图形转移工艺 c 第3道图形转移工艺 d 第4道图形转